有机-无机杂化钙钛矿光电探测器的优化探究

光电探测器能够将入射光子转换为可被电极收集的电子，工作原理包括光电导型、光伏型、晶体管型、光电倍增型等不同类型。由于感光材料以及器件结构等的不同，探测器在响应波段、响应率、探测率、响应速度等多个方面表现迥异。这些性能各异的光电探测器可广泛用于图像传感、导弹制导、环境监测、夜视系统等不同领域［6-11］。

有机—无机杂化钙钛矿材料作为一种新兴的半导体材料，具有许多优良特性，例如直接带隙且带隙可调、吸收系数高且吸收波段覆盖紫外到近红外波段、载流子迁移率高且电子与空穴传输性能相对平衡等，在光电子器件领域得到研究者们的广泛关注［12-14］。这类杂化材料相比于单纯的有机聚合物材料而言，具有更加优异的载流子传输性能［15，16］，而相比于纯无机材料而言［17］，有机—无机杂化钙钛矿材料更容易成膜［18-20］。钙钛矿材料已经在光伏器件领域取得了突破性进展，其功率转换效率超过了22.1%。同时，钙钛矿材料在光电探测、激光、电致发光等领域也表现出光明的应用前景［21］。 (www.xing528.com)

研究表明，基于钙钛矿材料有望研制出新一代低成本、高性能光电探测器［22］，本章将围绕此主题展开综述。首先，本章介绍了钙钛矿材料的结构、光吸收、电学等特性。接着，简单介绍了光电探测器的基本原理及一些性能表征参数。随后，详细介绍了钙钛矿光电探测器的研究历史及现状。根据其原理，钙钛矿光电探测器主要包含了光电导型、光伏型、晶体管型及光电倍增型四种，本章依次介绍了基于这四种原理的光电探测器的研究进展。紧接着，本章介绍了钙钛矿光电探测器在阵列化、柔性、窄带、自驱动等一些特殊性能方面所取得的重要突破。基于钙钛矿材料与其他半导体材料形成异质结构光捕获层的光电探测器表现出优良的探测性能，本章也就此方面予以了介绍。此外，本章还介绍了高稳定性纯无机钙钛矿光电探测器所取得一些进展。最后，我们总结了全章，并对未来钙钛矿光电探测器的研究前景提出了展望。